SEGNALAZIONE CELLULARE Le cellule ricevono segnali Per rispondere la cellula deve avere specifici recettori

Esempi di molecole segnale Neurotrasmettitori (acetilcolina, dopamina, endorfine ecc) Ormoni (proteici o steroidei) Fattori di crescita (NGF, EGF ecc) Citochine Ossido di azoto (NO)

Le cellule animali si inviano messaggi in vari modi ENDOCRINA PARACRINA NEURONICA CONTATTO-DIPENDENTE

Risposta cellulare Segnale + recettore Trasduzione del segnale Recettore: specificità e affinità di legame

La trasduzione del segnale: il segnale è convertito nella forma necessaria per attivare la risposta cellulare

Il metodo più comune usato nella trasduzione del segnale è la fosforilazione Chinasi-Fosfatasi

Recettori come Interruttori molecolari

Variazione concentrazione Ca++ aumento di Ca2+ intracellulare causa una risposta cellulare Calmoduline: legano Ca2+, si attivano e interagiscono con vari bersagli

RECETTORI Recettori citoplasmatici: legano molecole di piccole dimensioni e/o di natura apolare (ex estrogeni) Recettori sulla membrana: legano molecole di maggiori dimensioni e/o di natura polare (ex insulina)

Sindrome di Morris: sindrome da insensibilità agli androgeni Mancanza/ mutazioni recettore per testosterone: non si sviluppano caratteri maschili 46, XY ma aspetto femminile

Attraverso la membrana passano anche alcuni ormoni Ormoni steroidei attraversano le membrane e si legano a recettori citoplasmatici o nucleari Mancanza recettore per testosterone: non si sviluppano caratteri maschili

RECETTORI DI MEMBRANA Il segnale è chiamato LIGANDO legame ligando-recettore cambiamenti conformazionali risposta cellulare

Recettori di membrana Recettori annessi a CANALI IONICI Recettori legati a ENZIMI Recettori accoppiati a PROTEINE G

CANALI IONICI- Recettore per acetilcolina sulle c. muscolari Acetilcolina + recettore/ cambiamento di conformazione e apertura del canale Entra Na+, membrana si depolarizza Si aprono canali Ca++ nel SER Contrazione muscolare

RECETTORI LEGATI A ENZIMI: Recettore Insulina Legame insulina Cambia conformazione fosforilazione della tirosina Risposta cellulare: aumento dell’ingresso di glucosio nella cellula

Recettori legati ad enzimi Coinvolti in crescita, proliferazione differenziamento e sopravvivenza delle cellule Alterazioni di questi recettori possono provocare il cancro!

RECETTORI ACCOPPIATI A PROTEINE G Trasduzione indiretta: c’è un secondo messaggero che attiva proteine chinasi: risposta cellulare. Interruttori molecolari che si auto-disattivano (idrolisi del GTP!)

Recettori associati a proteine G: proteine di membrana multipasso

TRASDUZIONE INDIRETTA: concetto di Secondo Messaggero Sono sostanze rilasciate nel citoplasma Amplificano il segnale! Ex di secondi messaggeri: cAMP, Ca2+

AMPLIFICAZIONE

cAMP attiva diverse chinasi in grado di iniziare processi cellulari differenti Principio generale: Cellule diverse reagiscono diversamente allo stesso stimolo chimico (primo e/o secondo messaggero)

Recettore lega I messaggero Attivazione proteina G La proteina G attiva un effettore che produce il II messaggero Il II messaggero attiva le chinasi

Tossina colerica blocca l’idrolisi del GTP legato a una proteina G del rivestimento intestinale Segnale rimane attivo: un efflusso di cloro e acqua nel lume intestinale (diarrea grave e disidratazione)

Le proteine G attivano PKA adenilato ciclasi produce cAMP che attiva la proteina chinasi A (PKA)

Ormoni ed effetti mediati da cAMP

Le proteine G attivano PCK Proteina G agisce fosolipasi C che idrolizza un lipide di membrana formando inositolo trifosfato (IP3) e diacilglicerolo (DAG) IP3 libera Ca2+ dal REL; Ca2+ e DAG attivano PKC

Spegnimento della segnalazione es. cAMP convertito in AMP

Risposta veloce: Ossido d’azoto (NO) Diffonde attraverso la membrana Rilassa le cellule muscolari lisce della parete dei vasi agevolando lo scorrimento del sangue NO deriva dall’AA arginina Nitroglicerina nei pazienti con angina pectoris (carenza O2 muscolo cardiaco)

Cellule del fegato: adrenalina proteine G: cAMP PKA Rilascio di glucosio